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최근 산업이 고도화됨에 따라 활용되는 소재들의 다양해지고 있습니다. 특히 재료의 경량화와 공정개선을 위해 다양하고 많은 양의 접착 소재가 활용되고 있습니다.
21세기 들어 환경문제가 크게 대두되었고 접착소재 분야에서도 이러한 사회적 이슈에 따라 다양한 형태로 문제를 해결하고자 하고 있습니다.
현재 접착소재 개발의 핵심 키워드 두 가지는‘친환경’,‘ 고기능성’입니다.
최근 국내외에서 소재에 대한 규제가 시행되면서 사회적으로 환경 친화적인 소재를 활용하는 접착소재 기술 개발이 크게 이슈화 되고 있습니다. 이러한 접착소재의 개발은 기존의 유기용제에 대한 VOC방산, 미반응 단량체등에 의한 유해물질방출을 줄이는데 그 목적이 있습니다.
이러한 문제를 해결하기위해 무용제형(Free Organic Solvent)의 접착소재가 개발되고 있는데 대표적인 유형에 광원경화형, 핫멜트형 그리고 수성형 등이 있습니다.
또한 소재의 고 기능화를 통한 공정의 개선과 경량화 등으로 환경문제에 대응하고자 하는 연구 방향도 설정되고 있습니다. 다양한 고기능화소재 중 앞으로의 글에서 소개하고자 하는 고기능성 접착소재의 연구 동향들에는 CNT를 활용한 고기능성 접착소재 개발, Nanoclay를 통한 수성접착소재의 개질, 세라믹을 활용한 광투과성 접착소재의 개발 등이며 이러한 접착소재의 다양한 DB 구축을 위한 조합기법의 연구에 대해 소개 하고자 합니다.

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디지털 네트워크 정보시대의 도래에 따라 멀티미디어 제품, 디지털 가전, 개인용 디지털 기기 등의 제품이 급속히 성장하고 있습니다. SIP 기술은 멀티 칩 모듈(Multi Chip Module) 기술의 연장으로서 MCM 기술 중 few chip module과 같은 개념으로 소수의 몇몇 칩과 수동소자를 패키지하여 특수한 기능을 갖는 소형 MCM이라 할 수 있습니다. 주로 RF 무선통신, Buletooth 모듈, 고성능 PC 카드, 이동용 비디오 전화용 카메라 모듈, 휴대폰, PDA 등과 같은 통신제품에 있어서 없어서는 안될 핵심 패키징 기술입니다. 이 같은 제품들은 매우 작은 크기, 고 전기적 성능, 고기능, 저가 등의 특성을 요구하며, 매우 작고, 특별한 기능을 갖고 있는 SIP 패키지 부품은 수요자가 요구하는 장점을 갖고 있습니다. SIP를 사용하면 최종 제품을 쉽게 설계할 수 있으며, 조립 또한 용이합니다. 결과적으로 SIP는 신뢰성과 가격 경쟁력을 통해 전체 시스템 가격을 낮출 수 있는 패키지 방법이라 할 수 있습니다.
SIP 기술은 하나 이상의 와이어 접속 또는 플립칩 접속된 반도체와 수동소자 등으로 구성되며, 특정한 기능을 갖는 블록 또는 모듈의 기능을 갖습니다. 또한 SIP는 일정한 규격화된 패키지 형태로, 예를 들면 BGA 패키지 등, 제작됩니다. SIP 기술은 단일형 패키지에 비해 다음과 같은 장점을 갖습니다.

․반도체 소자를 가까이 패키지 함으로서 전기적 성능 향상
․패키지 단계를 줄임으로서 저가 구현
․시스템 보드 복잡성과 층수를 감소
․시스템 보드의 변화 없이 새로운 제품 개발 기간 단축
․설계의 유연성 및 재설계 용이
․여러 시스템에 삽입함으로서 다양성

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1. Ionics
⑴ 부식 Mechanism
Pressure Cooker Test(PCT)시 Package는 121℃의 온도와 103±7KPa(15±1psig)의 Steam압력을 받게 됩니다. 이 Test에서 나타나는 Failure Mechanism은 Wirebonding Pad의 부식입니다. 이러한 Aluminum Pad의 부식 현상은 수분과 Ionic불순물이 동시에 존재할 때 나타납니다. Plastic Package내에 존재할 수 있는 Chloride나 Bromide Ion들은 다음과 같은 화학 반응 과정을 거쳐 얇은 Oxide가 형성된 Aluminum Pad를 부식 시킵니다.

Epoxy의 원자재 중의 하나인 Epichlorohydrin은 원래 Chloride를 함유하고 있습니다. 그러므로 Epoxy Molding Compound나 Ag-Epoxy는 둘 다 Chloride의 원천이 될 수 있습니다.

⑵ Ionic 불순물 측정
Ag-Epoxy의 Ionic 순도 측정은 Ionic Chromatography를 사용함으로써 가능하나 그 결과는 측정 방법에 따라 큰 차이가 나타납니다. 그러므로 여러 Material Supplier들의 Data Sheet상 Ionic순도의 직접 비교는 측정 방법이 같지 않은 이상 무의미합니다.

2. Stress 흡수성
Plastic Package는 여러 Test, 특히 열로 인한 Stress Test를 거쳐야만 합니다. 그 예로는 Burn-In, High Temperature Storage Life, Temperature Cycling 및 Thermal Shock등이 있습니다. 그 중 특히 Temperature Cycling이나 Thermal Shock시의 급격한 온도 변화는 Package내에 Stress를 줄 수 있으며, 그 결과 Package내에 Delamination이나 Package Crack같은 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 Test들을 Copper Leadframe에 부착된 큰 Die(>400 x 400 mils. sqr.)에 적용 할 경우 Silicon과 Copper Leadframe의 큰 열팽창 계수(CTE)차이 때문에 접착제의 Stress 흡수성은 필수적입니다. 일반적으로 열로 인한 Stress는 Die가 클수록 그 정도가  심하게 나타나며 때에 따라서는 Die Delamination이나 Package Crack등을 유발시킬 수도 있습니다. Package 내의 접착 상태, 즉 Delamination이나 Void와 같은 결함은 T-SAM(Scanning Acoustic Microscopy)이라는 Test 방법으로 측정이 가능합니다.

3. 전기전도도 변화
어떤 Ag-Epoxy는 경화 후 전기전도도 즉, Volume Resistivity에 변화가 올 수 있습니다. 이 변화는 대부분의 IC Application에는 별 지장이 없으나, LED(Light Emitting Diode)의 경우에는 신뢰도 측면에서 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다. 그 이유로는 Ag-Epoxy의 전기전도도가 Diode Forward Voltage(VF)에 영향을 미치고 VF가 Diode의 Light Output에 직접적으로 영향을 미치기 때문입니다.

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